CN115697502A - 消防喷嘴、消防系统和用于运行消防系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消防喷嘴，其包括具有进口开口的管状进口，其中所述进口沿纵轴从所述进口开口向截止阀延伸；具有至少一个喷嘴开口的管状出口，其中所述出口沿横向于纵轴延伸的横轴向所述喷嘴开口延伸，其中密封阀布置在进口和喷嘴开口之间，并在密封区域内相对于进口密封出口，其特征在于，密封区域与纵轴的径向距离小于或等于在进口开口和密封区域之间的区域中进口开口内周面与纵轴的最小径向距离。

Description

消防喷嘴、消防系统和用于运行消防系统的方法

技术领域

本发明涉及一种消防喷嘴，一种消防系统，以及一种用于运行消防系统的方法。

背景技术

带有热激活喷嘴的消防系统通常是干式预压(trocken-vorgespannt)或湿式预压(nass-vorgespannt)的。干式预压系统的优势在于其抗冻性，因为在空闲状态下，即没有检测到火情且系统处于准备运行状态时，供应管道和消防喷嘴没有灭火液，特别是水。

液体灭火液，尤其是水，即使有添加剂，也有被冻结的危险，其中当被冻结时，水的自然膨胀会对管道和喷嘴造成损害。这个问题最初在干式预压系统中不存在。

然而，当这种干式预压消防系统被激活时，即在发生火灾或火警时从空闲状态转为活动状态，管道被灭火液填充。灭火液流经管道并到达灭火喷嘴。灭火液由触发的消防喷嘴排出系统。这些灭火喷嘴在成功灭火后必须被更换。

然而，另一方面，那些在激活过程中没有被触发的消防喷嘴在激活后仍然安装在系统中。然而，由于激活期间管道系统被填充，这些消防喷嘴的供应管道也被灭火液填充。

在更换了被激活的消防喷嘴后，系统的管道被排空，系统再次被干式预压。排空后，管道中不应该再有灭火液。然而，残留在那些没有被触发的消防喷嘴中的灭火液是有问题的。不能总是确保在排空时，灭火液在重力的驱动下从所有的消防喷嘴中流出。然而，这种未流出的灭火液是巨大的潜在损害，因为它可能冻结，然后由于其膨胀而在现场造成损害。

由于安装空间的限制，消防系统，尤其是管道，通常被安装在天花板以下。在最简单的情况下，消防喷嘴可以安装在管道面向天花板的弯角区段，这样就可以在重力的作用下自然排空。然而，在这种情况下，消防喷嘴的方向是朝向天花板的，在激活的情况下，最初会向天花板方向排放灭火液。

这种影响可以通过结构性的措施降到最低，但在下方延伸的管道对喷射来说是一个障碍。这限制了灭火液的喷洒和分配。

然而，由于消防喷嘴是为相应特定的应用而适用的，它们在房间里的位置与正确安装有关。一个适用于垂直向下应用的消防喷嘴不能轻易用于向上，尤其是垂直向上的方向。这将与资格认证相悖，是一种安装缺陷。

认证消防喷嘴的成本很高，因此需要能够以防冻的方式在干式预压消防系统中安装已经认证合格的消防喷嘴。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种消防喷嘴、消防系统和方法，该消防喷嘴、消防系统和方法允许在干式预压消防系统中防冻地使用。

该目的通过根据权利要求1的消防喷嘴、根据权利要求15的消防系统和根据权利要求16的方法解决。

本发明的消防喷嘴可以配备喷洒头插件或雾化喷嘴插件。当使用雾化喷嘴插件时，在发生火灾时灭火液尤其以高压精细地雾化，这保证了特别好的灭火效果。

灭火液尤其是水，但也可以是其他液体。在下文中提到水的时候，也可以指任何其他液体灭火液。在下文中提到灭火液时，在任何情况下都可以是指水或任何其他液体灭火液。

本消防系统尤其是干式预压消防系统。干式预压消防系统的管道在空闲状态下被施加有静止气体压力。尤其也可以通过直接布置在消防喷嘴处的火灾探测装置探测到火灾，例如通过温度上升。在这种情况下，火灾探测装置被触发，并允许气体从管道系统中排出。与此相关的压力损失可以被检测到，并且消防系统可以被填充有灭火液。

在那些指定用于火灾的消防喷嘴处，例如因为被触发灭火水可以喷出并被用于灭火。灭火成功后，灭火水从管道系统中排出，并且被激活的消防喷嘴被替换。然而，未被激活的消防喷嘴仍留在系统中。

为了使未被替换的消防喷嘴排水，在本发明中，这些喷嘴具有带有进口开口的管状进口，其中该进口沿纵轴从进口开口向截止阀的方向延伸。灭火喷嘴以入口开口固定到管道上，并且灭火液可以通过入口开口进入管状进口，并从那里流向截止阀的方向。在喷嘴的安装状态下，纵轴是水平的。纵轴相对于水平的位置优选具有-5°至45°的公差范围。

截止阀可以在空闲状态下关闭，仅在激活状态下打开。

在截止阀上可以设置具有至少一个喷嘴开口的管状出口，其中该出口沿横向于纵向方向延伸的横轴向喷嘴开口延伸。也就是说，进口和出口或纵轴和横轴相对于彼此以L型延伸。入口是沿第一方向的第一条腿，出口是沿第二方向的第二条腿。这使得消防喷嘴可以在吊顶安装的管道上布置，并且喷嘴开口的流出方向可以向下定位。这样就可以将那些认证用于向下喷射模式的喷嘴插件插入到喷嘴开口中。通过将安装位置下的流出方向基本垂直定向，任何喷雾模式都可以由喷嘴产生，特别是在向下的区域，因为位于下方的区域没有管道形式的喷雾障碍物。

然而，喷嘴的结构高度要比进口和出口沿共同轴线延伸时要小。

截止阀位于进口和喷嘴开口之间。截止阀构建为在空闲状态下，在密封区域内将出口相对于进口密封。因此，灭火液不能从进口通过密封区域到达喷嘴开口。为此，截止阀必须首先打开，这只发生在激活的情况下。

激活后，喷嘴必须被排水。为此，现在提出密封区域与纵轴的径向距离小于或等于在进口开口和密封区域之间的区域中管状进口的内周面与纵轴的最小径向距离。纵轴尤其是进口的中心轴，尤其是管状进口的中心轴。从该中心轴开始，管状进口的内周面有一个径向距离。在进口和密封区域之间的区域中，内周面有一个与纵轴的径向距离。该径向距离在进口和密封区之间可以恒定地或可变地，阶梯式地或连续地延伸。径向距离在管状进口中从进口处开始向密封区域增加。管状进口的直径尤其在密封区域的方向上变细。

密封区域与纵轴的径向距离小于在进口开口和密封区域之间的区域中与纵轴的径向距离。径向距离尤其总是从密封区域开始向管状进口的方向增加，其中径向距离的增加可以是连续的和/或阶梯式的。通过在密封区域中的这个最小的径向距离确保了在消防喷嘴喷嘴输入口的水平安装位置，灭火液在重力的作用下，从密封区域中通过内周面安全、可靠地流出消防喷嘴喷嘴。

消防喷嘴尤其在水平面上安装在管道上，这意味着在消防喷嘴的安装位置，纵轴在水平面上延伸。该设计还允许与水平面有误差，其中范围优选在-5至45°之间，向密封阀方向上升。通往消防喷嘴的供应线尤其也在这个平面上运行。如果密封区域的径向距离小于密封区域和进口开口之间的内表面距纵轴的任何径向距离，那么就可以确保灭火液在重力的驱动下从密封区域流向进口开口，从而使消防喷嘴排水。

根据一个实施例提出，使弹簧作用于截止阀的阀杆上。利用该弹簧可将截止阀从空闲位置移动到激活位置。在激活情况下，截止阀可以被释放以进行运动，而这种运动是由弹簧力引起的。截止阀尤其与火灾探测装置铰接，尤其是支承在火灾探测装置上。当火灾探测装置被触发时，该支承被释放，截止阀或阀杆可以在弹簧力的驱动下，向火灾探测装置的方向移动。由此，密封区域被释放，灭火液可以从消防喷嘴流出。

根据一个实施例，建议将弹簧支承在管状进口上径向向内指向的凸环上。截止阀尤其在纵向上横向移动。从纵向看，火灾探测装置位于例如进口的与进口开口相对的一侧。因此，进口开口和火灾探测装置位于管状进口的远端。弹簧在截止阀朝向进口开口的一侧上支承在凸环上。凸环沿着进口的内周面延伸并指向内侧。这使得弹簧能够对截止阀施加在纵向上在远离进口开口的方向上作用的力，在激活的情况下，当截止阀被释放时，该力使截止阀沿着纵轴向火灾探测装置的方向横向移动，并且密封区域被截止阀释放。然而，该环绕的凸环导致，从进口开口开始，在该凸环后面，在该凸环和密封区域之间产生了一个体积，该体积不能通过重力排水。现在，为了允许在重力作用下排水，建议凸环具有在纵向上延伸的开口(例如凹槽)，尤其是在管状进口面向出口的底部的区域中。该开口具有基底(如槽底)，该基底尤其在进口开口的方向上和与其相接的管状进口内周面平齐，或朝向进口开口比管状进口的径向距离小。基底可以在密封区域的方向上和与其相接的管状进口内周面平齐，或者朝向密封区域比管状进口的径向距离大。开口的基底可以在纵向上朝向密封区域延伸超出凸环的壁。该基底可以在内周面形成台阶。

开口壁尤其径向向内延伸。在安装位置中，纵轴在水平面上延伸。开口尤其是在管状进口的内周面的最低点区域。然后，横轴竖直地在垂直方向上延伸。

根据一个实施例，建议开口跨越大于1度和小于45度的弧形角。开口尤其设置在进口的下部区域。更大的圆弧角可能会导致弹簧不再有足够的接触面。更小的圆弧角可能导致排水性不再足够好。

根据一个实施例，建议将弹簧支承在出口与喷嘴开口相对而置的端面底部。在这种情况下，截止阀的阀杆以能尤其平行于横轴移动的方式支承。阀杆被弹簧压向喷嘴开口的方向。当截止阀被释放时，由于弹簧的作用力，阀杆在喷嘴开口的方向上移动。为此，弹簧被支承在出口的与喷嘴开口相反的一侧，从而可以施加弹簧力。

根据一个实施例，建议弹簧的弹簧力以这样的方式作用于阀杆，即阀杆被压在火灾探测装置上，并且当火灾探测装置被触发时向火灾探测装置的方向移动。在空闲状态下，火灾探测装置对弹簧力施加一个反作用力。在激活状态下，该力消失，阀杆可以在弹簧力的作用下向火灾探测装置移动。

根据一个实施例，建议阀杆以可以在纵轴方向或横轴方向上移动的方式支承。这种支承尤其适用于沿纵轴或横轴的横向运动。

根据一个实施例，建议密封装置密封阀杆和管状进口或管状出口之间的环形空间。在阀杆沿纵轴方向运动的情况下，密封装置被布置在管状进口处。在阀杆沿横轴方向移动的情况下，密封装置被布置在管状出口处。密封装置总是被安排在进口和出口之间的过渡区域。由于运动，密封装置被移动到一个区域，在那里它不再形成环形空间的密封，因此灭火液可以从进口处流向出口。

根据一个实施例，建议管状进口的横截面相对于纵轴是点对称的。另外，建议管状出口的横截面相对于横轴是点对称的。

根据一个实施例，建议喷嘴开口形成用于容纳喷嘴插件，尤其是用于容纳雾化喷嘴插件。喷嘴开口尤其可形成为旋拧插件。喷嘴插件可以为相应的应用目的而形成，并且例如可以是雾化喷嘴或喷洒喷嘴。其优选被拧入喷嘴开口，并形成消防喷嘴的末端。在激活的情况下，灭火液从喷嘴插件中排出。

根据一个实施例，建议进口开口形成用于布置在分配管道的固定接头上。固定接头例如可以是T形管接头、攻丝卡箍、固定卡箍或类似物。消防喷嘴尤其可以旋拧在其上。同样，喷嘴也可以例如通过压接接头与管网连接。

根据一个实施例，建议火灾探测装置是玻璃筒。玻璃筒由弹簧和阀杆加载有弹簧力。在发生火灾的情况下，玻璃筒爆裂，阀杆被释放并在弹簧力的驱动下向玻璃筒移动。

另一个方面是根据权利要求15的消防系统，其中通过供应线向消防喷嘴供应灭火液。喷嘴插件被布置在消防喷嘴内。另一个方面是根据权利要求16的灭火方法。

附图说明

在下文中，参照示出了实施例的附图更详细地说阐释本发明。

图中：

图1示出了沿纵轴通过消防喷嘴的剖面图；

图2a示出了排水系统的细节；

图2b示出了通过凹槽的剖面图；

图3示出了根据图2b所示的剖面3；

图4示出了沿着横轴通过消防喷嘴的纵剖面。

具体实施方式

图1示出了消防喷嘴2，其以管状进口4与管道8的固定接头6连接。通过管道8，在激活的情况下，消防喷嘴2可以以灭火液填充。

消防喷嘴2以进口4通过旋拧卡箍10密封地拧在接头6上。进口4具有进口开口4a。进口开口4a由进口4的内周面4b所围成。进口4沿纵轴12延伸。在安装状态下，纵轴12在水平方向延伸。横轴14横向于该纵轴12延伸。在安装状态下，横轴14尤其是在垂直方向上延伸。

进口4通过密封区域16与管状出口18相连。出口18沿横轴14延伸。在出口18处设置有出口开口18a。可以将喷嘴插件20插入、尤其是拧入出口开口18a中。

在密封区16中，在阀杆24处布置有环绕的密封件22。在内周面4b上，在远离进口开口4a处布置有凸环26，其在径向上指向内侧。弹簧28铰接到该凸环26上。该弹簧28在空闲状态下被张紧。弹簧28在张紧状态下由玻璃筒30保持。阀杆24固定到玻璃筒30上。

管状进口4在进口开口4a和凸环26之间、以及凸环26和密封区域16之间延伸。

在空闲状态下，管道8上施加有静压力，该静压力压在阀杆24上。因此，玻璃筒30被加压。

如果发生火灾，升高的温度会导致玻璃筒30爆裂，这样弹簧28就会将阀杆24沿纵轴12的方向推出进口4。密封区域16的密封件22进入自由空间32中，使得空气经过密封件22从喷嘴插件20中逸出。这样的压力损失在管道8中被检测到，并导致管道8被灭火液体填充。然后，灭火液体可以通过进口4和自由空间32来到喷嘴插件20处，并在那里被排出。

然而，这种激活只发生在直接位于或靠近火势上方的喷嘴2。远处的喷嘴不会激活，因为玻璃筒30不会爆裂。

尽管如此，管道8被填充，灭火液也到达未激活喷嘴2的进口4a，即凸环26和密封区域16之间的区域，尤其是直到密封件22。

灭火成功后，管道8被清空。为了防止灭火液残留在喷嘴2中，尤其是在进口开口4a和密封件22之间，建议在密封区域16中，周面4b到纵轴12的径向距离34c小于或等于进口开口4a和密封区域16之间的径向距离34a、b。这尤其也包括凸环26，其是进口4a的净宽的收窄部。为此，在凸环26上设置凹槽36。这在细节图2a中更详细地示出。

图2a示出了进口4的内周面4b。凸环26被设置在内周面4b上，并且是环绕的。弹簧28铰接在该凸环26上。然而，在进口4a的底部区域，凸环26设置有缺口，因此设置有凹槽36。凹槽36在凸环26的底部区域，尤其是在凸环26的指向喷嘴出口18a方向的区域中。这在安装状态下是垂直向下的。槽底在密封区域16的方向上延伸到槽壁之外，并由此内周面4b上在凸环26和密封区域16之间形成凹槽。

图2b示出了凸环26处的纵剖面。可以看出，在进口开口4a区域的径向距离34a大于在凹槽26区域的径向距离34b。再往密封区域16方向，径向距离34c又变小了。此处的径向距离34c是所有径向距离34中最小的一个。凹槽26以其径向距离34b沿纵向方向12向密封区域16延伸，并在周面4b上形成一个台阶。

这使得在进行灭火后完全清空未激活的喷嘴2成为可能。纵轴12在水平面中延伸。由于从密封区域16开始，经过凹槽区域的径向距离34b到进口开口4a处的径向距离34c至少保持恒定，但优选变得更大，灭火液可以在重力作用下从进口开口4a流出。

在根据图3的剖面图中可以再次看到凹槽36。在那里可以看到，在绘图平面后面的径向距离34c总是小于在绘图平面方向的任何径向距离34b，a。

如图4所示，也可以将阀杆24以可以沿横轴14移动的方式安装在出口18中。通过弹簧28，阀杆24可以在玻璃筒30的方向上移动，这样密封件22就进入了自由空间32，并且可以被灭火液流过。然而，在此也确保密封区域16中距纵轴12的径向距离34小于密封区域16和进口开口4a之间的任何径向距离34。

借助于所示的喷嘴，干式预压系统即使在激活后也可以免受冻害。

附图标记说明

2 灭火喷嘴

4 进口

4a 进口开口

4b 内周面

6 接头

8 管道

10 卡箍

12 纵轴

14 横轴

16 密封区域

18 出口

18a 喷嘴出口

20 喷嘴插件

22 密封件

24 阀杆

26 凸环

28 弹簧

30 玻璃筒

32 自由空间

34 径向距离

36 凹槽

Claims (16)

1.消防喷嘴，其包括

-具有进口开口的管状进口，其中所述进口沿纵轴从所述进口开口向截止阀延伸；

-具有至少一个喷嘴开口的管状出口，其中所述出口沿横向于纵轴延伸的横轴向所述喷嘴开口延伸，

-其中密封阀布置在进口和喷嘴开口之间，并在密封区域内相对于进口密封出口，

其特征在于，

-密封区域与纵轴的径向距离小于或等于在进口开口和密封区域之间的区域中进口开口内周面与纵轴的最小径向距离。

2.根据权利要求1所述的消防喷嘴，

其特征在于，

使弹簧作用于截止阀的阀杆上。

3.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

将弹簧支承在管状进口上径向向内指向的凸环上。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

所述凸环具有平行于纵轴延伸的开口，尤其是在进口面向出口的底部的区域中。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

开口跨越大于1°和小于45°的弧形角。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

将弹簧支承在出口与喷嘴开口相对而置的端面底部。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

弹簧的弹簧力以这样的方式作用于阀杆，即阀杆被压在火灾探测装置上，并且当火灾探测装置被触发时向火灾探测装置的方向移动。

8.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

所述阀杆以能够在纵轴方向或横轴方向上移动的方式支承。

9.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

密封装置密封阀杆和管状进口或管状出口之间的环形空间。

10.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

进口的横截面相对于纵轴是点对称的。

11.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

出口的横截面相对于横轴是点对称的。

12.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

喷嘴开口形成用于容纳喷嘴插件，尤其是用于容纳雾化喷嘴插件。

13.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

进口开口形成用于布置在分配管道的固定接头上。

14.根据前述权利要求中任意一项所述的消防喷嘴，

其特征在于，

火灾探测装置是玻璃筒。

15.消防系统，其具有供应线，至少一个与所述供应线连接的、根据权利要求1至14中任意一项所述的消防喷嘴，和布置在所述消防喷嘴内的喷嘴插件。

16.用于运行根据权利要求15所述的消防系统的方法，其中

-在火灾情况下，首先用灭火液填充干式预压的供应线，以及

-在火灾被成功扑灭后，将供应线排空，其中灭火液通过所述进口开口经由所述进口开口的内周面从进口开口和密封区域之间的区域完全流出。

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